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课题2 氧气
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课前引入
氧气(化学式O2)弥漫在地球的大气层中,大气层的空气密度随着其高度而逐渐下降,也就是越远离地面空气越稀薄,同理,空气中的氧气含量也就越低。去过高原的人往往会有这种体会,在海拔几千米的高原或是山峰上,呼吸会变得很困难,这就是因为空气中的氧气含量下降所造成的缺氧症状。那么有人或许会问,是谁制造的氧气,氧气到底是从何而来呢?
地球上的氧气主要来自两个方面。第一,源自于植物的光合作用。就是植物的绿叶在阳光照射下,利用叶绿素,将空气中吸收来的二氧化碳和从根部运来的水转化为淀粉、葡萄糖等有机物,并且释放氧气。每年全世界的绿色植物会从空气中吸收大量二氧化碳,并产生相应体积的氧气。第二,源自于非生物参与的水的光解,也就是水被光分解出氧气,这是消耗能量的反应。
知识精讲
一、氧气的物理性质
1.在标准状况下,氧气的密度是1.429g/L,比空气的密度(1.293g/L)_______。它______溶于水,在室温下,1L水中只能溶解约30mL氧气。在压强为101kPa时, 氧气在-183℃时变为淡蓝色液体, 在-218℃时变成淡蓝色雪花状的固体。
2.工业生产的氧气,一般加压贮存在蓝色的钢瓶中。
【答案】略大 不易
二、木条复燃实验
实验探究
实验操作
把带有火星的木条伸到盛有氧气的集气瓶中,观察木条是否复燃。
实验现象
实验结论
【答案】带有火星的木条在氧气中复燃 氧气能支持燃烧(氧气有助燃性)
易错提醒
注意区分“助燃性”与“可燃性”。氧气的性质是“助燃性”,不是“可燃性”。
三、硫的燃烧实验
实验探究
实验
操作
在燃烧匙里放少量硫,加热,直到发生燃烧,观察硫在空气里燃烧时发生的现象。然后把盛有燃着的硫的燃烧匙伸进充满氧气的集气瓶里,再观察硫在氧气里燃烧时发生的现象。比较硫在空气里和在氧气里燃烧有什么不同。
实验
现象
文字
表达式
【答案】硫在空气中燃烧时发出微弱的淡蓝色火焰,而在氧气中燃烧则更旺,发出明亮的蓝紫色火焰,放出热量,同时生成了一种有刺激性气味的气体——二氧化硫(SO2)
硫+氧气二氧化硫
思考与交流:为什么要在集气瓶中预先放入一些水?
【答案】为了吸收二氧化硫,防止其污染空气。
四、碳的燃烧实验
实验探究
实验
操作
实验
现象
文字
表达式
【答案】在空气中保持红热;在氧气中比在空气中燃烧更旺,发出白光,并放出大量热量,燃烧后生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体——二氧化碳(CO2)
碳+氧气二氧化碳
五、铁丝的燃烧实验
实验探究
实验
操作
把两根光亮的细铁丝分别盘成螺旋状。取一根在酒精灯上烧至红热,观察现象;另取一根,在下端系一根火柴,点燃火柴,待火柴快燃尽时,插入充满氧气的集气瓶中(预先放入一些水),观察现象。
实验
现象
文字
表达式
【答案】在空气中加热铁丝时,铁丝只能发生红热现象,不能燃烧;但在氧气里点燃细铁丝可发生剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体。
铁与氧气反应生成黑色的四氧化三铁(Fe3O4)固体:铁+氧气四氧化三铁
思考与交流:为什么要在集气瓶中预先放入一些水?
【答案】为了防止生成的四氧化三铁掉落到瓶底,温度过高使集气瓶炸裂。
总结归纳——物质在空气/氧气中的燃烧现象
反应体系
实验现象
文字表达式
硫
在空气中
发出微弱的淡蓝色火焰
放出热量,同时生成一种有刺激性气味的气体
硫+氧气二氧化硫
在氧气中
燃烧则更旺,发出明亮的蓝紫色火焰
木炭
在空气中
保持红热
放出热量,生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体
碳+氧气二氧化碳
在氧气中
燃烧更旺,发出白光
铁丝
在空气中
红热,不燃烧
铁+氧气四氧化三铁
在氧气中
剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体
易错提醒——实验现象 VS 实验结论
注意区分“实验现象”与“实验结论”,如木炭在氧气中燃烧时,“生成能使澄清石灰水变浑浊的气体”是实验现象,“生成二氧化碳”是实验结论。
六、氧气的助燃性
通过以上几个实验,我们可以看出,可燃物在氧气里燃烧比在空气里燃烧要_________,因为氧气具有__________。
【答案】剧烈 助燃性
举个例子
例如,硫在空气里燃烧发出微弱的淡蓝色火焰,而在氧气里燃烧得更旺,发出蓝紫色火焰。又如,某些在空气里不能燃烧的物质却可以在氧气中燃烧。
这说明氧气的化学性质比较活泼,同时也说明,物质在空气中燃烧,实际上是与其中的氧气发生反应,由于空气中的氧气含量相对较少,因此在空气中燃烧不如在氧气中剧烈。
七、化合反应、氧化反应
思考与交流
观察上述三个实验的化学反应,有何共同的特征?
硫+氧气二氧化硫
碳+氧气二氧化碳
铁+氧气四氧化三铁
【答案】两种物质反应生成另一种物质 都是物质和氧气的反应
1.化合反应